JP7078243B2 - ３ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム - Google Patents

Description

本発明は、不動産管理の建築図面情報位置決めの技術分野に関し、特に、大型の場所（校庭、工場内外、博覧会等）の建築図面情報の管理技術に応用し、モバイル装置がダウンロードした建築図面ファイルを合わせて設備部材を閲覧確認することに用いる３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決め技術応用システムに関する。

経済の発展に伴い、高層ビルが至る所に林立し、建築物内の各項のハードウェア設備の修理、及び対応してもたらされる各項の情報管理の問題がある。現行の対処法は、何れも手書き方式又は電子設備で各ハードウェアのメンテナンス状態を記録し、事後の統計及び記録によって各情報を統合するというものであり、このように管理上の記録漏れ又はデータ欠落の問題を発生し易く、各情報の不完全性がメンテナンス管理上の欠陥を招く。

建築物内の各ハードウェア設備の種類の分類は相当に複雑であり、各施設の属性も大きく異なり、その情報管理は、確実に完成されてはおらず、後に新しい物を購入する際の情報の困難を招き、精確且つ完成された統計情報を得ることができず、且つ各ハードウェア設備は、３Ｄ方式で建築物内に存在し、更に、管理、メンテナンス上の大きな問題を招く。

そのうち、建築物内の各ハードウェア設備管理中の３Ｄ空間位置決め技術において、従来の多くは、建築物の各空間に大量の感知装置を埋設又は設置し、無線ネットワークWi-Fiによって使用者の身体に取り付けた発信装置を感知する必要があり、この種の方式は、別途空間感知器の設置コストが発生し、安定したネットワーク環境に依存して位置決めを行う必要がある。

また、台湾公告第I511080号の「建築物空間位置決め情報システム」特許は、不動産管理業者の資産設備管理上直面する上記問題に対して提示される解決案である。但し、該特許明細書段落００２８は、「...該リアリティイメージ８０及びバーチャルイメージ８１を結合した後にバーチャル拡張リアリティイメージ８２を生成し、該表示モジュール４０に表示し、設備のイメージ及び情報を補助表示し、設備の精確な位置及び情報を識別する（図５参照）。」を記載しており、該特許の段落００２９は、「また、図５のように、該表示モジュール４０は、バーチャル拡張リアリティイメージ８２を表示する時、該設備情報モジュール５０は、バーチャル拡張リアリティイメージ８２に操作オプションを生成することもでき、使用者に対応する設備の詳細データ又は修理履歴等の情報を」を記載している。このことから分かるように、該専利は、リアリティイメージ８０及びバーチャルイメージ８１を結合し、バーチャル拡張リアリティイメージ８２を生成した後、操作オプションを生成し、使用者に対応する設備の詳細データを調べさせることができる。

しかしながら、操作オプションを生成する前のリアリティイメージ８０及びバーチャルイメージ８１の結合被せ合わせ操作は、使用させることができる操作ツールに欠く状況において、リアリティイメージ８０及びバーチャルイメージ８１を如何に精確に結合被せ合わせ操作完了させるかが、当然困難が生じ、操作使用上の非円滑及び不便を招き、これは、従来技術の使用上の最大の欠点となっている。

従って、上記従来の先出願技術が使用させる操作ツールに欠く状況で精確にリアリティイメージ及びバーチャルイメージを結合被せ合わせ操作完成することができないこと、及び操作使用上の非円滑性及び不便等の欠点に対してイノベーション発明を行うことは、本願が解決を行うべき難点の所在である。

台湾公告第I511080号公報

本発明の目的は、使用者が表示スクリーンの建築図面ファイル及びリアリティ中の構造、設備、施設等のターゲットを対比し、建築図面ファイルの設備部材及び施工中の実体構造の検査、同期確認の高効率管理することができるようにする３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システムを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、更に、防災センターの救援作業を導入でき、救援避難、誘導、捜索作業効果を向上し、救援人員の安全を確保し、被災者の救出及び自己救出の最良時間を向上し、生還確率を向上する３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システムを提供することにある。

上記の目的及び効果を達成する為、本発明の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システムは、建築物室内、建築開放空間領域、学区、工場領域内外又は航海交通手段に対して構築された建築情報モデル及び施設設備データベースを含み、該建築情報モデル及び施設設備データベースは、ホストコンピュータ及びクラウドサーバに設けられ、該建築情報モデル及び施設設備データベースは、少なくとも１つの建築図面ファイル、カーソルユニット及び複数の設備情報表示ユニットを有し、該建築図面ファイルは、３Ｄデジタル図面情報で構築される複数の設備部材を含み、該設備部材は、施設構造、電気モータユニット設備、動力設備、設備管路である。

モバイル装置は、伝送ユニット、記憶ユニット、表示スクリーン、カメラユニット、及び総合感知位置決めモジュールを含み、該総合感知位置決めモジュールは、奥行き撮影レンズ、ジャイロスコープ、電子コンパス、無線ネットワークWifi、ブルートゥース及びモノのインターネット感知装置の何れか一種を含み、該伝送ユニットは、ホストコンピュータ又はクラウドサーバから建築情報モデル及び施設設備データベースをダウンロードし、且つ記録ユニットに保存する。該表示スクリーンは、該建築図面ファイルを表示し、該モバイル装置の総合感知位置決めモジュールは、室内のリアリティからリアリティ絶対座標を取得し、該建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中の平面図上で初期位置点を取得し、該初期位置点の位置は、リアリティ絶対座標の該建築図面ファイルのバーチャル空間座標中の初期位置点であり、該総合感知位置決めモジュールは、リアリティ絶対座標位置を建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中のバーチャル空間座標の初期位置点に対して演算を行い、総合感知位置決めモジュールが絶えず演算を行い、該モバイル装置のリアリティ中の移動で起こされる座標の累積誤差を校正し、且つ該総合感知位置決めモジュールは、該モバイル装置のリアルタイムの位置及び座標移動トラックを連続位置決めし、該リアリティ絶対座標及び該バーチャル空間座標の相互の演算により、該リアリティ絶対座標の位置を該建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中の対応するバーチャル空間座標位置に表示することに用い、バーチャルリアリティ（ＶＲ）と拡張リアリティ（ＡＲ）の応用に有利にし、総合感知位置決めモジュールは、モバイル装置の移動に対して連続位置決めを行い、カーソルユニットにより表示スクリーンが表示する建築図面ファイル中の移動によって対応した表示を行い、使用者が表示スクリーンの建築図面ファイル及びリアリティ中の構造、設備、施設等のターゲットを対比し、建築図面ファイルの設備部材及び施工中の実体構造の検査、同期確認を行う。

上記のように、本発明は、確かに従来の建築物の空間位置決め技術の発展において直面する困難及び欠陥を突破することができ、以下の利点を達成する。
１、総合感知位置決めモジュール２５により、表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１においてモバイル装置２の移動に対して連続位置決めし、カーソルユニット１２の表示スクリーン２３における移動によって対応表示し、表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１及びリアリティ中の構造、設備、施設等の標的を対比し、建築図面ファイル１１の設備部材１１１及び施工中の実体構造の検査、同期確認の高効率管理を行う。
２、防災センターの救援作業を更に導入し、モバイル装置を介して建築情報モデル及び施設設備データベース１の建築図面ファイル１１中の構造、防災設備、避難情報を取得し、防災避難、誘導、捜索作業の効能を向上し、捜索救援スタッフの安全性を確保し、被災者の救助及び自己救助最良時間を向上し、生還率を向上する。

本発明のシステム設備の配置ブロック図である。 本発明の建築設備データベースがクラウドにアップロードし、モバイル装置にクラウドからダウンロードさせるブロック図である。 本発明のモバイル装置のスクリーンにダウンロード建築図面ファイルを表示させる説明図である。 本発明の立体３Ｄの建築図面ファイルを更にダウンロードする説明図である。 本発明の建築図面ファイルが立体図面を表示する設備部材中に弾き出された設備情報表示ユニットの説明図である。 本発明の該リアリティイメージ被せ合わせの説明図である。

図１～図６に示すように、本発明の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システムは、建築物室内、建築開放空間領域、学区、工場領域内外又は航海交通手段に対して構築された建築情報モデル及び施設設備データベース１を含み、該建築情報モデル及び施設設備データベース１は、ホストコンピュータ１０及びクラウドサーバ３０に設けられ、該建築情報モデル及び施設設備データベース１は、少なくとも１つの建築図面ファイル１１、カーソルユニット１２及び複数の設備情報表示ユニット１３を有し、該建築図面ファイル１１は、３Ｄデジタル図面情報で構築される複数の設備部材１１１を含み、該設備部材１１１は、施設構造、電気モータユニット設備、動力設備、設備管路である。

モバイル装置２は、伝送ユニット２１、記憶ユニット２２、表示スクリーン２３、カメラユニット２４、及び総合感知位置決めモジュール２５を含み、総合感知位置決めモジュール２５は、奥行き撮影レンズ、ジャイロスコープ、電子コンパス、無線ネットワークWifi、ブルートゥース及びモノのインターネット感知装置の何れか一種を含み、伝送ユニット２１は、ホストコンピュータ１０又はクラウドサーバ３０から建築情報モデル及び施設設備データベース１をダウンロードし、且つ記録ユニット２２に保存し、表示スクリーン２３は、建築図面ファイル１１を表示し、モバイル装置２の総合感知位置決めモジュール２５は、室内のリアリティからリアリティ絶対座標を取得し、建築図面ファイル１１の３Ｄデジタル図面データ中の平面図上で初期位置点を取得し、初期位置点の位置は、リアリティ絶対座標の建築図面ファイル１１のバーチャル空間座標中の初期位置点であり、総合感知位置決めモジュール２５は、リアリティ絶対座標位置を建築図面ファイル１１の３Ｄデジタル図面データ中のバーチャル空間座標の初期位置点に対して演算を行い、総合感知位置決めモジュール２５が絶えず演算を行い、モバイル装置２のリアリティ中の移動で起こされる座標の累積誤差を校正し、且つ該総合感知位置決めモジュール２５は、モバイル装置のリアルタイムの位置及び座標移動トラックを連続位置決めし、リアリティ絶対座標及び該バーチャル空間座標の相互の演算により、リアリティ絶対座標の位置を該建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中の対応するバーチャル空間座標位置に表示することに用い、バーチャルリアリティ（ＶＲ）と拡張リアリティ（ＡＲ）の応用に有利にし、総合感知位置決めモジュール２５は、モバイル装置２の移動に対して連続位置決めを行い、カーソルユニット１２により表示スクリーン２３が表示する建築図面ファイル１１中の移動によって対応した表示を行い、使用者が表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１及びリアリティ中の構造、設備、施設等のターゲットを対比し、建築図面ファイル１１の設備部材１１１及び施工中の実体構造の検査、同期確認を行う。

以下に本発明の各部材の特徴を更に詳細に説明し、上記第１～図６において、総合感知位置決めモジュール２５は、グローバルポインティングシステム（Global Positioning System，GPS）を含み、該モバイル装置２の使用者は、総合感知位置決めモジュール２５のグローバルポインティングシステムによって室外のリアリティ中においてリアリティ絶対座標を取得し、且つ該リアリティ絶対座標は、バーチャル座標と対比し、該初期位置を定義する。次に、カメラユニット２４は、対応する設備部材１１１の実体構造のリアリティイメージ１１１１を取得し、リアリティイメージ１１１１は、伝送ユニット２１によってクラウドサーバ３０にアップロードし、後続の製図工程スタッフに画面データを同期補正し、施工現場と同期校正し、完全な履歴情報の記録を行うこともできる。また、建築図面ファイル１１の設備部材１１１１は、更に避難情報、経路を有する防災設備を含み、モバイル装置２の使用者に該クラウドサーバ３０を介してダウンロード取得させ、救援を行わせ、表示スクリーン２３中に表示する建築図面ファイル１１及びリアリティ中の位置決めと校正し、避難又は救援を誘導することができ、且つモバイル装置２の機能中の映像音声又は文字情報提示によって使用者のリアリティ中の位置を提示し、救援避難、誘導、捜索救助の効能、及び救援スタッフの安全性を向上させる。また、モバイル装置２の使用者は、表示スクリーン２３において、建築図面ファイル１１中の各設備部材１１１をクリックし、設備情報表示ユニット１３に弾き出し、建築図面ファイル１１中の各設備部材１１１のインベントリ及び検査に用い、且つ該カメラユニット２４は、対応する設備部材１１１の実体構造のリアリティイメージ１１１１を取得し、建築図面ファイル１１と対比することに用いる。また、設備情報表示ユニットは、各設備部材に対応する名称、位置、カテゴリ、族群名称及び修理履歴の異なる内容を含む。また、建築図面ファイル１１は、平面及び立体３Ｄの変換を通史、表示スクリーン２３が表示する建築図面ファイル１１が立体３Ｄの立体図である時、表示スクリーン２３は、更に建築図面ファイル１１の隅に平面対照縮図１１Ａを表示し、該カーソルユニット１２の平面位置を対照表示することに用いる。最後に、モバイル装置２は、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、ノート型パソコン又はウェアラブル装置の何れかである。

上記のように、本発明は、ただモバイル装置２を使用し、ホストコンピュータ１０又はクラウドサーバ３０から建築情報モデル及び施設設備データベース１をダウンロード取得し、メモリユニット２２に保存し、使用者は、モバイル装置２を介して作業現場又は非作業現場を補正し、現在の所在位置又は検査したいフロアの平面図を選択し、図３に示すようにモバイル装置２の表示スクリーン２３に図面ファイル１１を表示することができ、更に、建築図面ファイル１１が有する平面及び立体３Ｄの変換によって立体３Ｄの建築図面ファイルをダウンロードし、図４中の破線で示すとおりである。

図３、図４において、表示スクリーン２３は、建築図面ファイル１１を表示し、モバイル装置２の使用者は、総合感知位置決めモジュール２５の室内のリアリティ中で絶対座標を取得し、建築図面ファイル１１の３Ｄデジタル図面データ中の平面図において初期位置点を取得し、該初期位置点の位置は、リアリティ絶対座標の該建築図面ファイル１１のバーチャル空間座標中の初期位置点であり、総合感知位置決めモジュール２５は、リアリティ絶対座標の位置を建築図面ファイル１１の３Ｄデジタル図面データ中のバーチャル空間座標の初期位置点に対して演算を行い、総合感知位置決めモジュール２５は、モバイル装置２のリアリティ中の移動が招く座標累積誤差を絶えず演算を行い、校正し、且つ総合感知位置決めモジュール２５は、モバイル装置２のリアルタイムの位置及び座標移動トラックを連続位置決めし、リアリティ絶対座標及びバーチャル空間座標の相互の演算によって、リアリティ絶対座標の位置を建築図面ファイル１１の３Ｄデジタル図面データ中に対応するバーチャル空間座標の位置に表示することに用い、総合感知位置決めモジュール２５は、モバイル装置２の移動に対して連続位置決めし、カーソルユニット１２により表示スクリーン２３が表示する建築図面ファイル１１中の移動によって対応表示する。図４の右上隅に示すように、表示スクリーン２３は、更に建築図面ファイル１１の隅に平面対照縮図１１Ａを表示し、該カーソルユニット１２の平面位置を表示することに用いる。

図４中のクリックのジェスチャー２０に示すように、モバイル装置２の使用者が設備部材１１１をクリックし、設備情報表示ユニット１３を弾き出し、図５に示すように、それが表示する内容は、各設備部材１１１に対応する名称、位置、カテゴリ、族群名称及び修理履歴の異なる内容を含み、各種設備部材１１１の検査、検視及びインベントリ等の管理作業を行う。且つ使用者は、表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１及びリアリティ中の構造、設備、施設等の標的を対比することができ、建築図面ファイル１１の設備部材１１１及び施工中の実体構造の検査、同期確認に有利である。

図４の画面において、更に、モバイル装置２のカメラユニット（２４、図１、図２参照）を使用し、そのリアカメラにより、対応する設備部材１１１の実体構造のリアリティイメージ１１１１を取得し、建築図面ファイル１１の設備部材１１１（破線で示す）及び実体構造のリアリティイメージ１１１１（実線で示す）が同時に表示併存する状況を形成し、リアリティイメージ１１１１及び建築図面ファイル１１を被せ合わせ対比する（図６参照）。

リアリティイメージ１１１１は、更に伝送ユニット２１によってクラウドサーバ３０にアップロードされ、後続の製図工程スタッフに図面データを補正させ、施工現場と同期校正させ、完全な履歴情報の記録を行わせる。

本発明の建築図面ファイル１１の設備部材１１１は、更に、避難情報、経路を有する防災設備を含み、本発明に防災センターの救済作業を延伸導入させる。即ち、モバイル装置２の使用者は、クラウドサーバ３０を介して建築図面ファイル１１をダウンロード取得し、救援を行い、表示スクリーン２３中に表示される建築図面ファイル１１及びリアリティ中の位置決め校正によって避難又は救援を案内し、且つモバイル装置２の機能中の映像音声又は文字情報定位時によって使用者のリアリティ中の位置を提示し、救援避難、誘導、捜索効能、及び救援スタッフの安全性を向上する。

上記のように、本発明は、確かに従来の建築物の空間位置決め技術の発展において直面する困難及び欠陥を突破することができ、以下の利点を達成する。
１、総合感知位置決めモジュール２５により、表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１においてモバイル装置２の移動に対して連続位置決めし、カーソルユニット１２の表示スクリーン２３における移動によって対応表示し、表示スクリーン２３の建築図面ファイル１１及びリアリティ中の構造、設備、施設等の標的を対比し、建築図面ファイル１１の設備部材１１１及び施工中の実体構造の検査、同期確認の高効率管理を行う。
２、防災センターの救援作業を更に導入し、モバイル装置を介して建築情報モデル及び施設設備データベース１の建築図面ファイル１１中の構造、防災設備、避難情報を取得し、防災避難、誘導、捜索作業の効能を向上し、捜索救援スタッフの安全性を確保し、被災者の救助及び自己救助最良時間を向上し、生還率を向上する。

上述の説明は、本発明の技術特徴を示す好適な実施形態を説明したものである。当業者は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において変更および修飾を行うことができ、これらの変更および修飾は、本発明の特許請求の範囲に含まれる。

１ 建築情報モデル及び施設設備データベース
１０ ホストコンピュータ
１１ 建築図面ファイル
１２ カーソルユニット
１３ 設備データ表示ユニット
２ モバイル装置
２１ 伝送ユニット
２２ 記録ユニット
２３ 表示スクリーン
２４ カメラユニット
２５ 総合感知位置決めモジュール
３０ クラウドサーバ

Claims (7)

1. 建築情報モデル及び施設設備データベース、及びモバイル装置を含み、
   前記建築情報モデル及び施設設備データベースは、建築物室内、建築開放空間領域、学区、工場領域内外又は建設工程技術の領域に対して構築され、ホストコンピュータ及びクラウドサーバに設けられ、該建築情報モデル及び施設設備データベースは、少なくとも１つの建築図面ファイル、カーソルユニット及び複数の設備情報表示ユニットを有し、該建築図面ファイルは、３Ｄデジタル図面情報で構築される複数の設備部材を含み、該設備部材は、施設構造、電気モータユニット設備、動力設備、設備管路であり、
   前記モバイル装置は、伝送ユニット、記憶ユニット、表示スクリーン、カメラユニット、及び総合感知位置決めモジュールを含み、該総合感知位置決めモジュールは、奥行き撮影レンズ、ジャイロスコープ、電子コンパス、無線ネットワークWifi、ブルートゥース及びモノのインターネット感知装置の何れか一種を含み、該伝送ユニットは、ホストコンピュータ又はクラウドサーバから建築情報モデル及び施設設備データベースをダウンロードし、且つ記録ユニットに保存し、該表示スクリーンは、該建築図面ファイルを表示し、該モバイル装置の総合感知位置決めモジュールは、室内のリアリティからリアリティ絶対座標を取得し、該建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中の平面図上で初期位置点を取得し、該総合感知位置決めモジュールは、リアリティ絶対座標位置を建築図面ファイルの３Ｄデジタル図面データ中のバーチャル空間座標の初期位置点に対して演算を行い、総合感知位置決めモジュールが絶えず演算を行い、該モバイル装置のリアリティ中の移動で起こされる座標の累積誤差を校正し、且つ該総合感知位置決めモジュールは、該モバイル装置のリアルタイムの位置及び座標移動トラックを連続位置決めする、３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
2. 前記総合感知位置決めモジュールは、グローバルポインティングシステムを更に含み、モバイル装置の使用者は、総合感知位置決めモジュールのグローバルポインティングシステムによって室外のリアリティ中においてリアリティ絶対座標を取得し、且つ該リアリティ絶対座標と該バーチャル空間座標が対比され、該初期位置点を定義する請求項１に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
3. 前記カメラユニットは、対応する設備部材の実体構造のリアリティイメージを取得し、該リアリティイメージは、伝送ユニットを介して該クラウドサーバにアップロードされる請求項１に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
4. 前記建築図面ファイルの設備部材は、更に、避難情報、経路を有する防災設備を含み、モバイル装置の使用者に該クラウドサーバを介してダウンロード取得させ、救援を行わせ、表示スクリーン中に表示する建築図面ファイル及びリアリティ中の位置決め校正によって避難又は救援を案内でき、且つモバイル装置の機能中の映像音声又は文字情報の提示によって使用者のリアリティ中の位置を提示する請求項１に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
5. 前記設備情報表示ユニットは、各設備部材に対応する名称、位置、カテゴリ、族群名称及び修理履歴の異なる内容を含む請求項１に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
6. 平面図位置決め技術によって、表示スクリーンが表示する建築図面ファイルが立体３Ｄの立体図である時、表示スクリーンが更に建築図面ファイルの隅に平面対照縮図を表示し、該カーソルユニットの平面位置を対照表示することに用いられる請求項１に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。
7. 前記モバイル装置は、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、ノート型パソコン又はウェアラブル装置の何れかである請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の３Ｄ情報モデルを基礎とした総合感知位置決めが適用された建設工程および施設、設備管理システム。

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